ผศ.ดร. พฤกษา หลาวงษา

Symbiotic N2 fixation หมายถง การตรง N2 จากอากาศโดยจลนทรยทอาศยหรอดารงชพอยรวมกบสงมชวต

ชนดอน (สวนใหญเปนพช) ในลกษณะทตางฝายตางไดรบประโยชน

การตรง N2 ในลกษณะนพบในหลายระบบ ดงน

1. การตรง N2 จากอากาศของเชอไรโซเบยมในปมรากพชตระกลถว (Rhizobium – legume symbiosis)

2. การตรง N2 จากอากาศโดยเชอแอคตโนมยซท genus Frankia ในปมรากพชทไมใชพชตระกลถว

(nodulated non - legumes)

3. การตรง N2 จากอากาศโดยสาหรายสเขยวแกมนาเงน (Anabaena azollae) ในชองใบของแหนแดง

(Azolla spp.)

4. การตรง N2 จากอากาศโดยสาหรายสเขยวแกมนาเงน genus Nostoc ในปมรากของปรง (Cycads)

เรองนเปนผลจากการคนพบเมอประมาณ 2 ทศวรรษทผานมาวาพชทไมใชพชตระกลถวหลายชนดมปมทราก

และตอมาพบวาภายในปมเปนทอยอาศยของจลนทรยทมลกษณะรปรางเปนเสนใยขนาดเลกทเปนลกษณะของ

Actinomycete genus Frankia ซงสามารถตรง N2 จากอากาศไดเชนเดยวกบปมของพชตระกลถว เมอขยายผล

การสารวจกวางขวางขนจงพบวาพชอาศยของ Frankia แบงไดเปน 8 วงศ ดงตอไปน

1. Betulaceae - การศกษาถงความสมพนธของพชวงศนกบแฟรงเคย มกเปนพชในสกล Alnus

(เชน ตน Alder ซงเปนไมยนตนในเขตอบอน)

2. Casuarinaceae – ตวอยางของพชวงศนทมปมและตรง N2 จากอากาศ ไดแก

สนทะเล (Casuarina equisetifolia) และสนประดพทธ (C. junghuhniana)

3. Coriariaceae – ตวอยางของพชวงศนทมปมและตรง N2 จากอากาศ ไดแก

พชในวงศ Coriaria

4. Datiscaceae – ตวอยางของพชวงศนทมปมและตรง N2 จากอากาศ ไดแก

พชในวงศ Datisca

5. Elaeagnaceae – ประกอบดวยพชยนตน ไมพม มหนาม ใบปกคลมดวยขน ประกอบดวยพช 40-50 สปชส

เปนพชประจาถนบรเวณตอนเหนอของบางพนทของทวปเอเชย และออสเตรเลย เปนพชทนแลง หรอทน

เคม ทกสปชสของวงศ Elaeagnaceae สรางปม ตวอยางของพชกลมนในประเทศไทย เชน

ตนมะหลอด (Elaeagnus latifolia Linn.)

6. Myricaceae – ประกอบดวยไมพม ไมยนตนขนาดเลก ม 3 สกลคอ Myrica, Canacomyrica

และ Comptonia และพบวาม 35 สปชส ถกสรางปมโดย Frankia

7. Rhamnaceae – เปนวงศทใหญทสด ประกอบดวยไมยนตน ไมพม และไมเถา พบจานวน 50-60

สกล ประมาณ 870-900 สปชส แตทสรางปมไดมประมาณ 50 สกล พบกระจายทวไป

แตพบมากทบรเวณเขตรอน และใกลเคยง ตวอยางของพชวงศทสรางปมโดย Frankia น

คอ สกล Ceanothus พบเฉพาะททวปอเมรกา จากประเทศแคนาดาถงเมกซโก

8. Rosaceae – หรอวงศกหลาบ พบประมาณ 3,000-4,000 สปชส ใน 100-160 สกล ตวอยางของพช

วงศทสรางปมโดย Frankia น คอ สกล Dryas และ Purshia

ปกตปมของพชกลมนจะมขนาดใหญ มลกษณะเปนพวงปม ประกอบไปดวยปมขนาดเลกมากมาย

ลกษณะคลายหนปะการงทมกอนกลม จงเรยกวา coralloid nodules

ปมของพชทไมใชพชตระกลถว

Root nodules

from Alder (Alnus)

Frankia on

Ceanothus roots

Casuarina nodules

จลนทรยภายในปมของพชทไมใชพชตระกลถวเปนแอคตโนมยซทใน genus Frankia และหากทาการ

ตรวจสอบในปมจะพบวามเสนใยขนาดเลกมากมายภายในปม มอตราการเจรญเตบโตชาบนอาหารเลยงเชอ

และเจรญเตบโตไดดในสภาพแวดลอมทม oxygen ตา

จลนทรยภายในปม

Alnus glutinosa root hairs 14 days

After infection by Frankia alniFrankia from Casuarina nodules

ระดบการตรง N2 จากอากาศในพชทไมใชพชตระกลถว

โดยทวไปแลวระดบการตรง N2 จากอากาศในพชกลมนอยในเกณฑตากวาการตรง N2 ในปมรากพชตระกลถว

แตสงกวาการตรง N2 โดยจลนทรยทดารงชพโดยอสระ

Plant N2 fixation (kgN/ha/year)

Alder (Alnus spp.) 12-200

Casuarina spp. (สนประดพทธ) 58

Caenothus spp. 60

Myrica spp. 10

โดยเหตทพชสวนใหญในกลมนเปนไมยนตนเขตอบอน เชน Alder (Alnus spp.) และหลายชนดพบอยใน

พนทปาบนยอดเขาสงทมอากาศเยน เปนการยากทจะนามาเพาะปลกในพนทราบ ยกเวน Casuarina spp.

(สนประดพทธ) ซงเปนไมยนตนทสามารถเจรญเตบโตไดดทงบรเวณชายฝงทะเล และในพนททวไปในเขตรอน

จงนบวาเปนไมยนตนทนาจะมศกยภาพสง เหมาะทจะนามาปลกเพอเปนไมใชสอย ปลกในเชงพาณชย หรอ

ปลกฟนฟสภาพปา ในเขตรอนไดเปนอยางด

เปนพช gymnosperm (พชเมลดเปลอย) ทมอยประมาณ 200 species

กระจายอยทวไปในระบบนเวศปาเขตรอน

บางชนดถกนามาปลกเปนไมประดบ

สวนทอยใตดนเปนหวขนาดใหญ ซงมรากแผออกจากสวนหวนเขาไปในดน

ภายในรากมบรเวณทเปนทอยอาศยของ Blue-green algae genus Nostoc ซงจะทาหนาทตรง N2

แบบ symbiotic N2 fixation อยภายในนน จงเปนพชทนาจะมบทบาทในการหมนเวยนไนโตรเจนจาก

อากาศสดนในระบบนเวศปาเขตรอน

ปรง (Cycads)

Coralloid Root Nodules

of a Cycads

เปนเฟรนนาจดขนาดเลก พบในแหลงนาจด เชนหนอง บง หรอแหลงนาจดขนาดเลกทวไป

สบพนธไดทงแบบใชเพศ (sexual reproduction) ซงจะมการสรางสปอรเพศผและเพศเมย เพอผสม

กนเปน zygote ซงจะเจรญเปนแหนแดงใหมเมอสภาพแวดลอมเหมาะสม หรอการขยายพนธแบบไม

ใชเพศ ซงจะเปนการเจรญเจรญเตบโตทางลาตนและใบ (vegetative growth) แผคลมผวนาออกไป

ดานขางอยางรวดเรว

การตรง N2 จากอากาศเกดขนโดย Blue-green algae (Anabaena azollae) ซงอาศยอยภายในชองใบ

(leaf cavity) ซงเปนโพรงและเปนบรเวณท Anabaena azollae เขาอาศยอยโดยธรรมชาต แหนแดงจง

ไดรบไนโตรเจนอยางเพยงพอ จงมเปอรเซนต N และโปรตนสง

ดวยเหตนจงถกนาไปเพาะเลยงและใชเปนป ยชวภาพ โดยการเพาะเลยงนาไปใสเพอเพมไนโตรเจน

ในนาขาว ในหลายประเทศ เชน จน เวยดนาม และญป น

แหนแดง (Azolla spp.)

แหนแดง (Azolla spp.) VS Anabaena azollae

A dorsal lobe of Azolla showing the dark-green pocket filled with cells of the Anabaena azollae